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3.- PREDIMENSIONAMIENTO

Luz del Puente = m

CARACTERISTICAS GENERALES

Super-estructura de concreto armado, de dos tramos simplemente apoyada con alveolos

y bordillo.

GEOMETRIA :

Luz del Puente : m

Nº de Vias :

Carril de Diseño : m

Ancho de Berma : m (Berma minimo 0,60 m)

Ancho de calzada : m

Ancho de Bordillo : m

Ancho Total : m

MATERIALES:

CONCRETO ARMADO: Según ACI 318M-02

Concreto

Resistencia a la compresión (f´c) : Kg/cm2

Modulo de Elasticidad : Kg/cm2

Acero de refuerzo

Resistencia a la fluencia (fy) : Kg/cm2

Modulo de Elasticidad : Kg/cm2

PESO ESPECÍFICO DE LOS MATERIALES:

Concreto armado : Kg/m3

Concreto simple : Kg/m3

DETERMINACION DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL

PREDIMENSIONAMIENTO DE LA CARPETA DE RODADURA:

cm = m

PREDIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA:

Solo para Tramos Simple

S = luz del tramo de losa

m

CR= 2,5 0,025

t= 0,76

16,00

16,00

2,00

7,20

6,00

0,60

0,40

8,00

270

248118,30

4200

2100000

2500

2400

ASUMIMOS:

m = cm

DONDE:

cm z= cm

mm

cm

PREDIMENSIONAMIENTO DE ALVEOLOS RECTANGULARES:

RECOMENDACIONES GEOMETRICAS

A >= 175 mm

D >= 140 mm

y >= 1,5 z

x >= 0,2 Hf

Tomamos:

A = cm

D = cm

z = cm

y = cm

x = cm

PREDIMENSIONAMIENTO DE BORDILLO :

Para nuestro puente utilizaremos un bordillo tipico

cm

81 cm

cm

cm

15

A bordillo= = m2

4.- ANALISIS DE CARGAS Y ESTADOS DE CARGAS:

ANALISI DE CARGAS PARA FRANJA: (1 m de ancho)

Carga Muerta Tablero + Bordillo (DC):

= t/m= T-m

= T

Carga por superficie de rodadura (DW):

= T/m

= T-m

= TVDW= (Wcr*L)/2

48

25,5

7,5

25

1339 cm2 0,13388

MDC=

Wcr=

Wlosa+bordillo-alveolos= ((t*8 m-9*0,35*,525)*2,5 t/m+A bordillo*2,5 t/m)/8 m

rec=

ϕ =d=

t=

75

0,8 80

2,5 rec+ϕ=

0,06

VDC= (WDC*L)/2 12,54

MDW= (Wcr*L²)/8 1,92

25

0,48

1,567

50,14(Wlosa*L²)/8

5

0,025*1 m*2,4 t/m

22

18

35

52,5

Hf

48

z

y x

A

D

e

35 cm

Carga viva (LL):

Para vehículo HL-93, y con la consideración de carga dinámica (33%) en estado límite de Resistencia I:

SOBRECARGAS VEHICULARES:

ASSHTO LRFD

Camión de Diseño : HL-93

Sobrecarga Distribuida:

Tandem de Diseño :

Estado límite de resistencia

Flexión, tracción

Corte, torsión

Compresión axial con espirales o estribos

Apalstamiento del concreto

Otros estados limites

MODIFICADORES DE CARGA

1 1,00 1,00Importancia n I

1,00

Factor Ø

1,00

Redundancia n R 1,05 1,00 1,00

Ductilidad n D

0.50-0.90

0,70

Resistencia Servicio Fatiga

1,00

1,00

1,05 1,00

0,90

0,90

n = n D . n R . nI 1,10

FACTORES DE CARGA Y COMBINACIONES

- Resistencia I , Estado Limite

U = n + +

- Estado limite de servicio I

U = n + +

- Estado limite de fatiga

U = n

5.- ANALISIS ESTRUCTURAL:

A-1) Camion de Diseño HL-93 K (1º CRITERIO)

Los efectos maximos sobre el puente se dan cuando x=L/2:

tn tn

tn

y1 = y3 =

y2=

Mmax= Tn-m

L= 16

Analisis estructural para la situacion anterior:

14,78

3,57

4,3 4,3

4

1,00

Simbolo

Carga muerta estructural y no estructural

DC

DW

LL + IM

Descripcion

Simbolo

1,25 DC ( LL+IM )

1,75

Factor de carga

1,25

1,50

1,00DC

Carga muerta estructural y no estructural

Carga muerta superficial y rodadura

Carga viva vehicular

MOMENTOS POR CARGA VIVA

1,50 DW

DC 1,00 DW

1,75

Descripcion Factor de carga

Factor de carga

3,70 3,70 1,85

1,00

LL + IM Carga viva vehicular 0,75

DW Carga muerta superficial y rodadura

1,00

LL + IM

Simbolo Descripcion

( LL+IM )

14,78

1,85

SOBRECARGA VEHICULAR HL-93

0,75 ( LL+IM )

1,00

Carga viva vehicular

4

93,1

y1= y2=

y3=y1

A-2) Camion de Diseño HL-93 K (2º CRITERIO)

Los efectos maximos sobre el puente se dan en la posicion mostrada.

tn tn

tn

Resultante Tn

d m

y1=

y2=

y3= 0L= 16 Mmax= Tn-m


A-3) Camion de Diseño HL-93 K (TEOREMA DE BARRE)


R

tn tn

tn

Resultante Tn

d m

d/2 Tn

y1=

y2=

L= 16 y3= 0

Mmax= Tn-m


B-1) Tamdem de Diseño (1º CRITERIO)

tn tn

y1=

y2=Mmax= Tn-m

L= 16 m

1,423

2,56

3,289

11,21 11,21

4,3

2,85

6,8

3,57

33,13

4

82,954

3,273

3,57

2,25

86,5

14,7814,78

2,5613

6,58

3,2887

14,78 14,78

1,45 1,4 2,28

4

8 1,2

3,40

1,45

33,13

2,845

4,3

4,3

86,5

2,8455,15

2,58

4

2,58

6,55

3,2725

4,3

5,12 1,4

R

y1= y2=

y1= y2=


B-2) Tamdem de Diseño (2º CRITERIO)

R

tn tn Resultante Tn

d m

y1 = y2

Mmax= Tn-m

L= 16 m


B-3) Tamdem de Diseño (TEOREMA DE BARRE)

R

tn tn Resultante Tn

d m

d/2=

y1=

y2=

Mmax= Tn-m

L= 16 m

Analisis estructural para siruacion anterior:

0,6

0,3

3,55

82,954

22,42

0,37,1

1,2

4

3,85

4

3,73,7

82,954

3,7

22,42

1,2 0,6

3,4

11,21 11,21

0,6 7,4

7,70,3

11,2111,21

7,4 0,6

3,85

3,55

0,6

4y1= y2=

y1= y2=

y1= y2=

USAMOS: M=

C) Carga de Carril:

W(T/m)= Tn/m

Calculamos la carga de carril con el momento maximo en: M=

Mcc= W*A= T-m

D-1) Camion de Diseño HL-93 K (1º CRITERIO)

Los efectos maximos sobre el puente se dan cuando x=d.

tn tn

tn y1=y2=

y2=

Vmax= Tn

L= 16


D-2) Camion de Diseño HL-93 K (2º CRITERIO)


tn tn

tn

Resultante Tn

d m

y1=

y2=

y3=

L= 16 Vmax= Tn


93,068

0,96

T-m

CAMION DE DISEÑO

TAMDEM DE DISEÑO

Mmax

RESUMEN DE RESULTADOS DE MOMENTOS (T-m)

1º Cri. 2º Cri. Teor.

86,463 86,463

82,954 82,954

93,068

82,95482,954

93,0675

0,953

3,55

0

93,07 T-m

30,72

CORTANTE POR CARGA VIVA


14,7814,78

3,57

4,34,3

14,7814,78

3,57

4,30

0,75

0

0,86

0,593

14,9

0,68438

16,53

10,95

33,13

2,10

2,845

2,8451,45 9,50

4,3

0,95

0,68438

0,75

R

y2= y3=

D-3) Camion de Diseño HL-93 K (TEOREMA DE BARRE)


tn tn

tn

Resultante Tn

d m

d/2

y1=

y2=

L= 16 y3=

Vmax= Tn


E-1) Tamdem de Diseño (1º CRITERIO)

Los efectos maximos sobre el puente se dan cuando x=d.

tn tn

y1=

y2=

Vmax= Tn

L= 16

0,5934

0,953

R

14,78

4,3 3,57

CORTANTE POR CARGA VIVA


0,878

1,42

0

0,95

0,83

0,569

14,2

9,53 2,85

0,5692

20,528

0,83

33,13

1,42

0,75

14,78

0,91

0,86

0,751,45 4,3

1,2

11,2111,21

1,42

14,05

y2= y3=

y2= y3=


E-2) Tamdem de Diseño (2º CRITERIO)


tn tn

Resultante

d

y1=

y2=

Vmax= Tn

L= 16


E-3) Tamdem de Diseño (TEOREMA DE BARRE)


tn tn

Resultante

d

d/2

y1=

y2=

L= 16 Vmax= Tn

0,60

1,2

0,040,047

0,30

0

0,96

1,2

22,42

10,8

0,60

22,42

0,75 0,60 14,65 0,6

0,04

0,92

10,7

0,95

0,92

R

14,95

0,87813

11,21

11,21

0,60 0,75

11,21

11,21

R

0,95

0,3 0,3

y1= y2=

y2=

y1=


USAMOS: V=

F) Carga de Carril:

M(T/m)= Tn/m

Calculamos la carga de carril con la Cortante maxima en: V=

T

G) Camion de Diseño HL-93 K

Los efectos sobre el puente se dan cuando x=d:

tn tn

tn

y1 =

y2 =

Mmax= Tn-m

L= 16


TAMDEM DE DISEÑO 20,5283

20,528 T

MOMENTOS POR CARGA VIVA cuando x=d


14,78 14,78

3,57

4,34,3

0,71 0,51

10,95

20,53 T

6,9769

0,75 0,715

0,513

10,1

RESUMEN DE RESULTADOS DE CORTANTES (T)

V*A=Vcc=

Teor. Vmax

CAMION DE DISEÑO 16,5304 14,862 14,242 16,53

10,783 20,528

1º Cri. 2º Cri.

0,96

0,98 0,96

10,685

y2=

y1= y2=

H) Tamdem de Diseño para x=d

tn tn

y1=

y2=

Mmax= Tn-m

L= 16


Momento Maximo cuando x=dM= Tn-m

I) Tamdem de Diseño

Los efectos sobre el puente se dan cuando x = cada metro:

1 metro: y1=

Y2=

Mmax=

2 metro: y1=

Y2=

Mmax=

3 metro: y1=

Y2=

Mmax=

4 metro: y1=

Y2=

Mmax=

5 metro: y1=

Y2=

Mmax=

6 metro: y1=

Y2=

Mmax=

7 metro: y1=

Y2=

Mmax=

8 metro: y1=

Y2=

Mmax=

0,71 0,66

Mmax a 0,9375

0,8625

20,178

Mmax a 1,75

1,6

37,554

Mmax a 2,4375

2,2125

0,71

0,66

15,40

0,75

15,40

MOMENTOS POR CARGA VIVA PARA PUNTOS DE CORTE

SOBRECARGA VEHICULAR

11,21 11,21

1,2 14,05

3,3

79,031

Mmax a 3,9375

3,4125

82,394

Mmax a 4

52,127

Mmax a 3

2,7

63,897

Mmax a 3,4375

3,0625

72,865

Mmax a 3,75

3,4

82,954

y1= y2=

9 metro: y1=

Y2=

Mmax=

10 metro: y1=

Y2=

Mmax=

11 metro: y1=

Y2=

Mmax=

12 metro: y1=

Y2=

Mmax=

13 metro: y1=

Y2=

Mmax=

14 metro: y1=

Y2=

Mmax=

15 metro: y1=

Y2=

Mmax=

L= 16

Mmax=

CALCULO PARA FRANJA

Calculo de Ancho de franja efectiva "E" para la carga viva:

Para mas de una vía cargada:

0,7

27,465

Mmax a 0,9375

0

10,509

82,95

82,4

79,031

72,865

63,9

52,13

20,18

37,55

43,719

Mmax a 1,75

80,712

Mmax a 3,75

3

75,668

Mmax a 3,4375

2,6125

67,821

Mmax a 3

2,1

57,171

Mmax a 2,4375

1,4625

43,719

27,465

10,5

3,2625

67,82

57,17

80,71

75,67

Mmax a 3,9375

≤ = mm

≤ = mm

mm = m

W/NL=

Como: < OK!!!

Calculo de M(LL) y M(IM): (para 1 m de ancho)

= T-m

= T

INCREMENTO POR CARGA DINAMICA DE 33%

= T-m

= TV(IM)= V/E*0,33 1,96

8,26

W1= S 8 m

M(IM)= M/E*0,33 8,88

8000

4000

M(LL)= M/E+Mcc/3 37,16

V(LL)= V/E+Vcc/3

L1= L 16 m 16000

3458

E= 3457,6

4000

3,46

22,42

22,42

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